51单片机串口通讯-1

计算机与外界的信息传输常被称为通信，基本通信方式有并行通信和串行通信两种。

一、概述

并行通信方式指数据的各个二进制位在不同的数据线上同时传输。并行通信传输速度快，效率高，但所需的数据线多，成本高，抗干扰能力较差，适用于近距离传输。

串行通信方式指将数据拆分成多个二进制位，逐一的在同一条数据线上输出。串行通信虽然传输速度较慢，效率较低，但所需的数据线少、硬件电路简单、抗干扰能力强，且适用于远距离数据传输。

串行通信有同步通信和异步通信两种基本的通信方式。

（1）同步通信

同步通信是一种连续的串行传输数据的通信方式，待发送的若干个字符数据构成一个数据块，在该数据块前部添加1~2个同步字符，在数据块的末尾添加校验信息，以此种方式构成数据帧，以数据帧为单位进行串行通信。

（2）异步通信

每一帧由四部分构成，分别是起始位、数据位、校验位和停止位。起始位是数据开始传送的标志，用逻辑0表示；数据位紧跟起始位，通常是5~8位二进制位；校验位用于校验数据位是否发送正确，可以选择奇校验、偶校验或者不使用校验位。帧和帧之间可以连续，或者加入任意的空闲位，空闲位用逻辑1表示。

按照数据传送方向，串行通信可以分为三个种类，分别是单工、半双工和全双工。

单工：通信双方一方固定为发送方，另一方固定为接收方，数据只能是单向传输；

半双工：通信双方只使用一根数据线，每一方都有发送器和接收器，可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时接收或发送数据，只能交替进行；

全双工：通信双方使用两根数据线，分别用于不同方向的数据传输，通信双方能够同时收发数据。

二、波特率

波特率是数据传输速率，指每秒钟传送二进制位的个数，单位为bit/s。

波特率是串行通信的重要指标，波特率越高，串口数据传输速度越快。

假如设定波特率为9600bit/s，而数据帧由1位起始位、8位数据位、1位停止位构成，则串口每秒钟最多传送9600/(1+8+1)=960个字节。

如果两个单片机相距较短（在1.5m之内），串口可直接相连

如双机通信距离在1.5m~15m之间时，且传输速率不高，可用RS-232C标准接口实现点对点的双机通信 。

RS-422A标准：差分传输，共4线，全双工，最大传输率为10Mbit/s，最大传输距离可达1219m。

RS-485是RS-422A的变型。区别：RS-422A为全双工，采用两对平衡差分信号线；RS-485为半双工，采用一对平衡差分信号线。RS-485对于多站互连是十分方便的，很容易实现多机通信。RS-485允许最多并联32台驱动器和32台接收器。

三、串口结构

8051单片机的串行口主要由数据发送缓冲器SBUF、发送控制器、输出控制门、数据接收缓冲器SBUF、接收控制器、输入移位寄存器、串行口控制寄存器SCON构成。

有两个独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时发送、接收数据。4两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址（99H）。

两个控制寄存器SCON和PCON。

SCON用于设定串口通信的工作方式、接收/发送控制以及串口工作状态指示。SCON的字节地址为0x98,可以进行位寻址，格式如下:

SM0、SM1：串行通信工作方式选择位。SM0和SM1共4种组合，对应4中工作方式，如下表所示，其中fosc为晶振频率。

SM2:多机通信控制位，主要用于工作方式2和工作方式3。当串行口在多机通信模式下接收数据时：

当SM2=0时，将接收到的8位数据送入到SBUF中，并产生中断请求。

若设置SM2=1，且RB8为0时，不接收主机发来的数据；只有当RB8为1时，才产生中断请求，并将接收到的前8位数据送入SBUF。